2021 Fiscal Year Annual Research Report

植食性昆虫における餌植物の地理分化に伴う多様化：虫こぶ形成昆虫をモデルとして

Research Project

Project/Area Number	19H03296
Research Institution	Hirosaki University
Principal Investigator	池田紘士弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (00508880)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	笹部美知子弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (00454380) 山尾僚弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (50727691)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	植食性昆虫 / 地理分化 / RNA-seq
Outline of Annual Research Achievements	アブラムシ及び虫こぶについて追加のサンプル採集を行い、それらについてRNA-seqおよび遺伝子解析を行い、これまでのデータに追加した。このデータをもとにアブラムシの系統解析を行い、合わせて年代推定も行った。その結果、いくつかのパターンで解析を行って比較することで解析精度が改善され、よりもっともらしい結果を得ることができた。この解析からは、Hamamelistes属3種のアブラムシの地理的な分化は氷期間氷期の時期に生じたと推定された。また、これらのアブラムシの地理分化パターンとマンサクの地理分化パターンを比較したところ、マンサクの分化の地理的なパターン、および地理的な分化が生じた年代は、アブラムシの分化パターンと一致しており、マンサクの地理分化と対応してアブラムシの種分化、および種内の地理分化が生じてきたことが明らかにされた。また、RNA-seqの解析からは、虫こぶ形成過程の中でも特に初期と成長期において種間で違いがみられ、違いがある遺伝子群は、実際の防御物質の量、及び成長の速さの種間差と対応がみられた。これらの結果は、アブラムシの種分化及び地理分化はマンサクの分布変遷と対応して生じ、その分化過程の中で、アブラムシにおいて、防御物質や虫こぶの成長の速さに関わる遺伝子発現パターンの進化が生じてきたことを示唆している。本研究により、Hamamelistes属3種のアブラムシによって形成される虫こぶ形質の進化過程を、ミクロレベルとマクロレベルの視点から明らかにすることができた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 追加のサンプリングも室内実験も順調に進んだため、データは揃っており、解析も十分に行うことができた。以上のことから、充分な進展があったと考えている。
Strategy for Future Research Activity	必要なサンプルとデータはこれまでの調査と実験により一通り得ることができた。また、解析も精査して行うことができたため、十分な解析が完了している。今後さらに関連する研究を進められるよう、得られた結果を元に今後の展開についても検討を行う。